检索结果-内蒙古大学图书馆

电测与仪表 2024年第10期61卷 26-32页

作者：刘旭菲彭丽莎黄松岭清华大学电机系电力系统国家重点实验室北京100084

在分布式可再生能源大规模接入和分时电价实施的背景下,为降低电费成本、提高用户舒适度并提高可再生能源消纳率,提出了一种基于模型预测控制的家庭能量管理策略。建立由分布式光伏和各类用电负载等组成的家庭能量系统,分析各类设备的... 详细信息

在分布式可再生能源大规模接入和分时电价实施的背景下,为降低电费成本、提高用户舒适度并提高可再生能源消纳率,提出了一种基于模型预测控制的家庭能量管理策略。建立由分布式光伏和各类用电负载等组成的家庭能量系统,分析各类设备的工作特性,提出相应的舒适度评价指标,特别针对空调这一典型功率可变负荷,结合建筑的热动态特性,建立室内温度预测模型。在建立家庭能量系统的基础上,使用遗传算法进行优化管理,并在模型预测控制框架下不断执行和更新。最后,实验对比结果表明,文中提出的基于模型预测控制的家庭能量管理策略可以有效实现能量的优化调度,并在预测不确定场景下具有较强鲁棒性。

关键词：家庭能量管理系统模型预测控制遗传算法预测不确定性舒适度

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换流阀高压直流电容聚丙烯材料选型关键参数与方法

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高电压技术 2024年第6期50卷 2354-2362页

作者：冉昭玉刘雨杭孟礼李琦电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

高压直流电容器作为海上风电柔直换流阀中功率模块的重要部件,是换流阀中国产化程度最低的核心元件。双向拉伸聚丙烯(biaxially-oriented polypropylene,BOPP)薄膜的介电与储能特性直接影响电容耐压等级和容量,目前大量依赖进口。为了... 详细信息

高压直流电容器作为海上风电柔直换流阀中功率模块的重要部件,是换流阀中国产化程度最低的核心元件。双向拉伸聚丙烯(biaxially-oriented polypropylene,BOPP)薄膜的介电与储能特性直接影响电容耐压等级和容量,目前大量依赖进口。为了应对电容器紧凑化发展的趋势及其在复杂运行工况下长期安全稳定运行的挑战,开展了聚丙烯材料选型关键参数研究。调研并选取国内外主要电容厂家现有的聚丙烯材料,结合粒料与表面材料微观结构、结晶参数、介电性能等实验测试分析,基于神经网络分析发现,影响聚丙烯材料介电储能特性的关键影响因素包括等规度、灰分、结晶参数、高温高场下介质损耗及泄漏电流,从而为换流阀高压直流电容聚丙烯材料选型提供依据。结果表明,国产超纯粒料相较于进口粒料所对应的聚丙烯薄膜关键物化参数差距较小,85℃高温下充放电效率90%对应的电场强度及储能密度基本相当,交直流叠加电场650 kV/mm以内,薄膜充放电效率维持在同一水平,因此有望应用于换流阀实际工程。

关键词：直流电容器聚丙烯选型微观结构介电储能性能

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H桥分时复用方法及其在电力电子变压器中的应用

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电网技术 2023年第7期47卷 2651-2658页

作者：赵崇滨张春朋姜齐荣电力系统及发设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

能源互联网中,电力电子变压器(powerelectronic converter,PET)因功率变换级数较多,体积庞大,成本高昂,且效率不佳。为此,提出了一种有助于减少PET级数的H桥分时复用方法。首先,阐明了分时复用方法的基本原理,定义了单载波周期的工作模... 详细信息

能源互联网中,电力电子变压器(powerelectronic converter,PET)因功率变换级数较多,体积庞大,成本高昂,且效率不佳。为此,提出了一种有助于减少PET级数的H桥分时复用方法。首先,阐明了分时复用方法的基本原理,定义了单载波周期的工作模式,分析了变压器原边的电流特征;其次,介绍了实用的谐振式开环工作模式切换方法,理论推导了电流脉冲与谐振角度的对应关系;通过样机实验验证了所提高频变压器间歇功率传输与模式切换方法;最后,基于分时复用方法构建了新型PET,并使用电力电子仿真软件PLECS真验证了基本功能。相关方法为优化PET的拓扑与控制提供了新思路。

关键词：能源互联网电力电子变压器 H桥分时复用模式切换

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基于离散状态事件驱动的电励磁同步电机系统建模解算方法

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电工技术学报 2023年第10期38卷 2602-2612页

作者：许涵赵争鸣施博辰鞠佳禾虞竹珺电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

微电网系统可以实现分布式电源、储能和负载的灵活接入,目前受到了广泛关注。建模仿真方法是微电网系统分析和设计的基础工具。但是,由于微电网系统往往含有多种直流、交流电源以及大量的电力电子装置,对系统进行准确解算耗时很长,仿真... 详细信息

微电网系统可以实现分布式电源、储能和负载的灵活接入,目前受到了广泛关注。建模仿真方法是微电网系统分析和设计的基础工具。但是,由于微电网系统往往含有多种直流、交流电源以及大量的电力电子装置,对系统进行准确解算耗时很长,仿真速度慢已成为系统分析设计的瓶颈问题之一。离散状态事件驱动(DSED)方法能够针对大规模电力电子变换器进行高效的解算,具备在微电网系统仿真中应用的潜力,但是由于建模解算均基于线性状态方程,该方法目前无法求解电励磁同步电机这一微电网系统中的非线性基本元件。该文提出了基于DSED方法的电励磁同步电机建模解算方法——状态变量接口解耦解算方法,使得DSED方法能够对包含电励磁同步电机的非线性微电网系统进行高效解算,从而提高仿真效率。在微电网系统算例研究中,与商业仿真软件相比,基于该文所提方法可以在相同精度下提高解算速度40余倍,从而可以为包含非线性旋转设备的大规模微电网系统准确高效的分析和设计提供仿真工具。

关键词：离散状态事件驱动电励磁同步电机电力电子系统仿真微电网

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并网换流器控制参数安全域构建方法及控制交互作用分析

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电力系统自动化 2025年第7期49卷 80-90页

作者：王瑾媛刘崇茹苏晨博吴文传房佳姝新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市102206 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084

弱电网条件下,电力电子换流器的锁相环(PLL)与直流电压控制环之间的交互作用可能引发振荡问题。为了降低并网换流器引发的振荡风险,提出了一种控制参数安全域边界选定方法,通过研究控制带宽的相对制约关系,定量分析各控制参数对并网换... 详细信息

弱电网条件下,电力电子换流器的锁相环(PLL)与直流电压控制环之间的交互作用可能引发振荡问题。为了降低并网换流器引发的振荡风险,提出了一种控制参数安全域边界选定方法,通过研究控制带宽的相对制约关系,定量分析各控制参数对并网换流器主要控制环节之间及控制器与弱电网之间交互作用的影响规律。首先,从控制器带宽重叠区域的动态响应特性具有相似性的角度出发,建立了涵盖电网强度及各控制环节的直流电压外环闭环传递函数数学解析模型。然后,在该传递函数解析表达式的基础上,利用Nyqusit稳定判据和稳定裕度约束求解控制带宽比安全域边界。所得结果可用于指导弱电网条件下PLL和直流电压控制带宽的设计,并映射为各控制参数安全域。此外,控制参数安全域直观地反映了并网换流器的参数设置差异对系统稳定性的影响,由此指导控制参数的调节方向。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的有效性及准确性。

关键词：并网换流器安全域控制参数稳定性交互锁相环直流电压控制

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基于IGCT-Plus和中频隔离的大容量直流变压器

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中国电机工程学报 2023年第3期43卷 1114-1122页

作者：赵彪崔彬马已青安峰屈鲁余占清宋强曾嵘电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市市海淀区100084

具有万伏级以上电压隔离和兆瓦级以上直流能量变换能力的大容量直流变压器(high-power dc transformer,HDCT),是实现高/中/低压直流系统互联、构建直流电网的核心基础装备。文中提出基于IGCT-Plus器件和中频隔离的HDCT技术方案,给出IGCT... 详细信息

具有万伏级以上电压隔离和兆瓦级以上直流能量变换能力的大容量直流变压器(high-power dc transformer,HDCT),是实现高/中/低压直流系统互联、构建直流电网的核心基础装备。文中提出基于IGCT-Plus器件和中频隔离的HDCT技术方案,给出IGCT-HDCT拓扑结构,分析换流特性,提出实现软开通和准软关断的换流方法,可大幅降低开关损耗。在此基础上,对功率器件和变压器损耗进行系统分析,针对基于中频隔离的高压大容量直流变压器,提出的IGCT方案相比,Si C和IGBT方案具有更低的损耗。文中给出MW级IGCT-HDCT功率模块的设计方法,研制工程样机,并对子模块的大电流关断和大功率运行状态进行系统性的测试,验证IGCT-HDCT方案的正确性和有效性。

关键词：直流电网集成门极换流晶闸管电力电子直流变压器

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风电系统次同步等幅振荡的机理与特性分析

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中国电机工程学报 2023年第7期43卷 2689-2698页

作者：吴天昊谢小荣姜齐荣电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

风电系统并网产生的次同步振荡问题近些年来得到了学术界和工业界的广泛关注。大量现场实测数据表明,风电控制器中的限幅等非线性环节对振荡特性有显著影响,往往导致负阻尼的发散振荡逐步演化为恒幅恒频的等幅振荡,且其幅值难以通过小... 详细信息

风电系统并网产生的次同步振荡问题近些年来得到了学术界和工业界的广泛关注。大量现场实测数据表明,风电控制器中的限幅等非线性环节对振荡特性有显著影响,往往导致负阻尼的发散振荡逐步演化为恒幅恒频的等幅振荡,且其幅值难以通过小信号模型解析求得。该文从闭环反馈原理的角度探讨了等幅振荡的产生机理,提出了考虑限幅非线性和dq轴耦合效应的风电并网系统频域传递函数模型,介绍了高维模型降维等效分析的原理与思路,探讨了等幅振荡的产生条件及其幅值、频率特性的解析计算方法,并结合时域仿真验证所提理论的有效性。

关键词：次同步振荡等幅振荡限幅非线性传递函数描述函数

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基于因果分析的行业月度电量预测方法

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电网技术 2023年第9期47卷 3629-3637页

作者：李龙飞钟海旺张广伦谭振飞电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

经济的发展离不开能源,不同行业能源需求间的传导关系与产业链关系存在着紧密联系。现有的能源经济研究缺乏对行业间电力需求的传导关系特别是因果关联分析,导致行业电量预测方法中输入指标选取的物理意义不强、政策参考性较差。为此,... 详细信息

经济的发展离不开能源,不同行业能源需求间的传导关系与产业链关系存在着紧密联系。现有的能源经济研究缺乏对行业间电力需求的传导关系特别是因果关联分析,导致行业电量预测方法中输入指标选取的物理意义不强、政策参考性较差。为此,该文创新性地采用因果关系分析中的收敛交叉映射算法辨识各行业用电需求变动的传导关系,自适应筛选影响行业用电需求的前瞻指标,并基于时间序列分析中的季节性分解和向量误差修正模型,提出内嵌因果传导的行业电量预测方法,该方法能够有效识别出行业间用电需求的因果关系,自适应筛选出影响全社会用电量需求的前瞻行业指标,有效提升了月度电量预测精度。最后基于全国40个行业的实际数据,分析了该文所提预测方法的适用性和有效性。

关键词：因果分析大数据能源经济电量预测向量误差修正

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信息熵在电力系统中的应用综述及展望

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中国电机工程学报 2023年第16期43卷 6155-6180页

作者：张广伦钟海旺电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

“30·60”双碳战略目标下,传统电力系统正朝着新能源占比逐渐提高的新型电力系统转型升级。电网的数字化转型,是实现双碳目标的重要支撑。以智能电表为核心的高级量测体系与发展迅速的电网传感、量测技术,能够提供电力系统各环节... 详细信息

“30·60”双碳战略目标下,传统电力系统正朝着新能源占比逐渐提高的新型电力系统转型升级。电网的数字化转型,是实现双碳目标的重要支撑。以智能电表为核心的高级量测体系与发展迅速的电网传感、量测技术,能够提供电力系统各环节的海量运行数据。随着能源与信息深度融合,作为对信息量的一种简洁直观的刻画方式,信息熵能够挖掘潜藏在能源数据中的信息价值,从而为提升能源系统的安全性与经济性提供指引。首先对信息熵的核心概念、相关概念及其在电力系统中特有的延伸概念进行归纳梳理;在此基础上,提出综合考虑信息熵物理本质与电力系统特点的技术分类框架,从信号复杂性、变量分散性、对象相似性3个角度,按保护与控制、调度与运行、规划与评估3大场景,分类综述信息熵在电力系统各类应用场景下的研究现状。最后,结合信息熵的相关拓展研究,对信息熵在电力系统中应用所面临的挑战进行分析;并以能源经济数据分析等应用场景为例,对信息熵在电力系统应用的未来研究方向进行展望。

关键词：信息熵电力系统大数据数据分析

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共高频母线电能路由器局部模块闭锁研究

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中国电机工程学报 2023年第20期43卷 8005-8014页

作者：袁立强戴宇轩牟迪郑名皓张凯华陈凯楠赵争鸣电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

以模块化多有源桥电路为基础的新型共高频母线结构的电能路由器由于具有变换环节少、功率密度高等特点,在交直流混合系统应用中具有显著优势。实际应用中,局部模块因故障保护或冗余控制等原因需封锁器件脉冲停运,但在杂散参数引发的高... 详细信息

以模块化多有源桥电路为基础的新型共高频母线结构的电能路由器由于具有变换环节少、功率密度高等特点,在交直流混合系统应用中具有显著优势。实际应用中,局部模块因故障保护或冗余控制等原因需封锁器件脉冲停运,但在杂散参数引发的高频振荡影响下仍能传输功率,可能造成系统安全问题。为保证装置的稳定运行,文中建立高频母线结构下的闭锁模块高频振荡模型,可快速计算不同工况下的电路稳态波形,由此分析局部模块闭锁后的系统振荡特性和模块功率传输行为,并提出于模块交流侧安装隔离开关的措施,分析隔离开关杂散参数对振荡特性和闭锁模块传递功率行为的影响。最后,在实际功率单元模块进行实验,仿真和实验对比验证了所提模型的准确性和隔离开关措施的可行性。

关键词：高频母线结构局部模块闭锁功率传输高频振荡

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